Dispozitiv de măsurare a sistemului magnetoelectric

DISPOZITIV DE MĂSURARE A SISTEMULUI MAGNETOELECTRIC

Știți deja că curenții sunt măsurați prin amperi, milliametri sau microamperi, tensiuni - voltmetre și chiar milivoltmetri. În ciuda diferențelor dintre nume, toate aceste dispozitive funcționează în principiu în același mod: abaterea săgeții indică faptul că curentul trece prin dispozitiv. Cu cât curentul este mai mare, cu atât este mai mare abaterea săgeții dispozitivului. Și scara dispozitivului, în funcție de ce măsurători este adaptată, este clasificată în mod corespunzător în amperi, milliamperi, volți. De asemenea, ohmmetrul funcționează ca un instrument pentru măsurarea rezistenței rezistențelor și circuitelor.







Există mai multe sisteme de instrumente de indicatori: electromagnetice, magnetoelectrice, electrodinamice. Pentru echipamentele de măsurare același radio folosite în principal sisteme de magnetoelectrice care posedă comparativ cu dispozitive de alte sisteme, o serie de avantaje, inclusiv sensibilitate ridicată, precizie ridicată și uniformitate de cântare măsurători.

Pentru a înțelege mai bine principiul instrumentului electric de măsurare al unui astfel de sistem, vă propun să efectuați un experiment cu modelul acestui dispozitiv. Construcția sa este prezentată în Fig. 106. Din carton subțire, tăiați două benzi de 12-15 mm lățime și cadrele sunt realizate din cadre: pătrat cu laturi de 20 mm lungime și dreptunghiular cu laturile 30 și 40 mm. La colțurile cadrului erau cartonate drepte, din carton, în afara coturilor tăiate cu un cuțit. În cadrul pătrat, introduceți axa - un ac de cusut de 40 mm lungime, străpungând-o cu părțile opuse ale cadrului. Înfășurați acest cadru 150-200 de fire PEV-1 0,15-0,25, așezându-le în mod egal pe ambele părți ale axei. Pentru a nu aluneca bobinele, bobina finală de scrapie cu un strat subțire de lipici BF-2 sau cu bucăți de bandă adezivă.

Un capăt al firului, de 5-6 cm lungime, al bobinei rezultate cu smalțul îndepărtat anterior este înfășurat pe ac și fixat în ochi. Celălalt capăt al aceleiași lungimi este înfășurat prin perforațiile din cadru și înfășurat. În partea de mijloc a părții superioare a celui de-al doilea cadru, fixați banda de tablă, făcând anterior o mică depresiune pentru capătul abrupt al acului; acesta va servi și ca terminal de ieșire al bobinei. Capătul spiral al sârmei bobinei este lipit pe suportul de tablă, apăsând marginea părții inferioare a cartonului.

Fig. 106. Modelul dispozitivului sistemului magnetoelectric

Îndoind bobinele spiralului, așezați bobina astfel încât planul său să fie paralel cu planul cadrului exterior. Se rotește cu ușurință pe axă în ambele direcții, bobina aflată sub acțiunea unei spirale cu arc ar trebui să revină în poziția inițială.

Așezați bobina între polii magnetului potcoavului și conectați bateria 3336L la ea prin lampa de bliț. Se formează un circuit electric. Lampa se aprinde, iar câmpul magnetic al curentului din bobină, care interacționează cu câmpul magnetului, îl va face să se rotească într-un unghi. Cu cât curentul în bobină este mai mic, cu atât este mai mic unghiul de rotație al bobinei. Nu este dificil să verificați acest lucru, inclusiv tăierea unui fir în circuitul bobinei în serie cu o rezistență de mai multe ohmi. Modificați includerea polilor bateriei pentru a inversa sau inversa magnetul. Bobina se va roti acum în direcția opusă.

La rama bobinei, puteți lipi o săgeată ușoară și la magnet - o bandă de hârtie groasă cu diviziuni. Se dovedește un dispozitiv simplu, care poate măsura aproximativ curentul direct. Și dacă o diodă este inclusă în circuitul de măsurare, aceasta va reacționa la curent alternativ.

Dispozitivul ecartamentului sistemului magnetoelectric - instrumente de tip M24 și M49 - este prezentat în Fig. 107. Mecanismul de măsurare al dispozitivului constă dintr-un sistem magnetic staționar și o parte mobilă conectată cu un dispozitiv de citire. Sistemul magnetic cuprinde un magnet permanent cu piese polare 2 și 3, un miez cilindric 10. Pilonii bucăți și miez realizat din material magnetic moale ( „moale“ se referă la aliajele de fier, având o rezistență magnetică mică, dar nu magnetizată). Diferența de aer între piesele de pol și miez este aceeași peste tot, astfel încât un câmp magnetic uniform este stabilit în decalaj, care este o condiție prealabilă pentru uniformitatea scării.

Partea mobilă a dispozitivului este alcătuit dintr-un mecanism de cadru 11, două nuclee - semiaxes cadru 5, două arcuri spirale plane 8 și săgeți măsurare dispozitiv indicator 1 la 9. Contragreutățile cadru este o bobină înfășurată cu cupru izolate sau sârmă de aluminiu pe un cadru dreptunghiular din hârtie subțire sau folie ( cadre de dispozitive cu sensibilitate deosebit de ridicată, fără rame). Miezurile servesc drept axa de rotație a cadrului. Pentru a reduce frecarea, capetele rulmenților 4, pe care se sprijină miezurile, sunt realizate din pietre semiprețioase. Miezurile sunt atașate la cadru folosind cutii de osii.

Izvoarele spirale, realizate de obicei dintr-o bandă de bronz din fosfor, creează un moment opus care tinde să readuce cadrul la poziția inițială atunci când se deflectă. În plus, ele sunt, de asemenea, folosite ca colectori de curent. Capătul exterior al uneia dintre arcuri este fixat la corector. Corectorul, format dintr-un excentric 6 fixat pe corpul dispozitivului, și o pârghie 7 conectată la arc, servește pentru a seta indicatorul instrumentului la diviziunea zero a scalei. La rotirea excentricului, maneta se rotește de asemenea, determinând o răsucire suplimentară a arcului. Partea mobilă a mecanismului se rotește în acest fel, iar săgeata este deflectată de unghiul corespunzător.







Instrumentul electric de măsurare al acestui sistem, la fel ca modelul pe care sper că l-ați experimentat, funcționează după cum urmează. Când un curent curge prin cadru, se formează un câmp magnetic în jurul acestuia.

Fig. 107. Dispozitivul mecanismului de măsurare al sistemului magnetoelectric și aspectul instrumentelor M24 și M49

Acest câmp interacționează cu câmpul cu magnet permanent, drept urmare, rama se rotește cu săgeata, deviind de poziția inițială. Abaterea săgeții de la marcajul zero va fi mai mare, cu atât este mai mare curentul în bobină. Când rama este rotită, arcurile elicoidale sunt răsucite. De îndată ce curentul din cadru se oprește, arcurile îl returnează și împreună cu acesta și cu acul dispozitivului în poziția zero.

Astfel, dispozitivul sistemului magnetoelectric nu este altceva decât un convertizor DC-mecanic care întoarce cadrul. Valoarea acestui curent este evaluată din unghiul în care cadrul sub influența sa a putut să se transforme.

Principalii parametri electrici, conform cărora este posibil să se aprecieze posibila aplicare a instrumentului pentru diferite măsurători, sunt două: curentul de deformare totală a săgeții Ii, adică Curentul cel mai mare (limitator) la care săgeata este deviată până la capătul marcajului de scală și rezistența cadrului dispozitivului Rn. Primul parametru al dispozitivului este de obicei indicat de scara sa. De exemplu, dacă un microammetru este scris pe scală și există un număr de 100 lângă sfârșitul scării, atunci curentul abaterii complete a săgeții este de 100 μA (0,1 mA). Un astfel de dispozitiv poate fi conectat numai la circuitul a cărui curent nu depășește 100 μA. Un curent mai mare poate deteriora dispozitivul. Valoarea celui de-al doilea parametru Rn, care este necesară pentru calcularea instrumentelor de măsură proiectate, indică adesea o scară. Pentru un dispozitiv de măsurare combinat, despre care voi vorbi în această conversație, veți avea nevoie de un microampere pentru un curent de 100 μA, de preferință cu o scară largă, cum ar fi M24. Cu cât este mai mic curentul la care este proiectat dispozitivul și cu cât este mai mare scara, cu atât va fi mai precis dispozitivul de măsurare construit pe baza acestuia.

Cum să învățați sistemul acestui dispozitiv fără să îl analizați? Pentru aceasta este suficient să se uite la semnul convențional de pe scară. Dacă descrie un magnet în formă de potcoavă cu un dreptunghi între poli, atunci dispozitivul este un sistem magnetoelectric cu un cadru mobil. Alături de acesta este încă un semn care indică poziția dispozitivului în care ar trebui să fie localizată în timpul măsurătorilor. Dacă nu urmați această instrucțiune, dispozitivul va afișa citiri incorecte.

Acestea și alte câteva simboluri pe balanțele de instrument sunt prezentate în Fig. 108. Astfel, de exemplu, dispozitivul M24, a cărui aspect este prezentat în Fig. 107 (partea de sus) este un microammetru (denumire) și este proiectat să măsoare curenții DC la cel mult 100 μA, adică până la 0,1 mA. Rezistența cadrului său, judecând după inscripția pe scală, este de 720 Ohm. Acesta este microammetrul pe care îl voi recomanda pentru instrumentul combinat. Dacă un astfel de microammetru a fost folosit mai devreme ca milliametru, atunci pe scară sa poate exista o inscripție mA, ca un ampermetru - litera A, ca voltmetru - litera V.

Subliniez din nou că, indiferent de aspectul și numele mecanismului și funcționarea dispozitivelor magnetoelectrice sunt exact la fel și diferă de la un altul, în esență, numai curenți la care săgețile lor sunt deviate la scara completă.

Dacă se utilizează un dispozitiv magnetoelectric pentru a măsura curenții relativ mari, de exemplu într-un ampermetru, este conectat un rezistor, numit șunt, în paralel cu cadrul (Fig.109, a).

Fig. 108. Notații convenționale privind cântarele instrumentelor de măsurare: a - dispozitiv magnetoelectric cu un cadru mobil; b - un dispozitiv pentru măsurarea curentului direct; - poziția de lucru a dispozitivului este orizontală; d - poziția verticală de lucru a dispozitivului; d - între carcasă și sistemul magnetoelectric al dispozitivului de tensiune nu trebuie să depășească 2 kV; e este clasa de precizie a instrumentului, procente

Fig. 109. Conectați șuntul și rezistorul suplimentar la instrumentul de măsurare electric RA

Rezistența șuntului Rm este selectată astfel încât curentul principal să treacă prin el și numai o parte din curentul măsurat trece prin dispozitivul de măsurare PA. Dacă un șunt este îndepărtat de la un astfel de dispozitiv, atunci curentul de limitare, care poate fi măsurat de acesta, va scădea. În cazul în care un dispozitiv magnetoelectric este utilizat într-un voltmetru, un rezistor suplimentar Rd este conectat în serie cu bobina acestuia (figura 109, b). Acest rezistor limitează curentul care trece prin instrument, mărind rezistența generală a dispozitivului.

Shunts și rezistențe suplimentare pot fi localizate atât în ​​interiorul carcasei dispozitivului (intern), cât și în exterior (extern). Pentru a transforma un ampermetru, miliammetru sau voltmetru într-un microammetru, uneori este suficient să scoateți un șunt sau un rezistor suplimentar din acesta. Este exact un astfel de dispozitiv al sistemului magnetoelectric care este în uz, care vă stă la dispoziție. Și dacă parametrii ei de bază I și Rn sunt necunoscuți, atunci ele vor trebui măsurate. Acest lucru ar necesita: celulei electrochimice 332 sau ZCH3, modelul (adică, ca referință) curent miliamperi la 2,1 mA, o variabilă rezistor 5-10 kohm rezistor și un rezistor fix, ceea ce este necesar să se calculeze rezistența. Este necesară o rezistență permanentă (o vom numi suplimentară) pentru a limita curentul în circuitul de măsurare, la care veți include un dispozitiv necunoscut. În cazul în care acest rezistor nu este, iar curentul în circuitul de măsurare va fi mult mai mult decât actualul II al dispozitivului testat, apoi mâna lui, sprijinindu-se peste brusc scară limite se poate îndoi. Dacă curentul este foarte înalt, atunci înfășurarea cadrului poate chiar arde.

Rezistența rezistorului suplimentar se calculează folosind legea lui Ohm. În primul rând, pentru asigurare, presupuneți că eu și dispozitivul testat nu depășesc 50 μA. Apoi, la o tensiune de alimentare de 1,5 V (un element), rezistența acestei rezistențe ar trebui să fie de aproximativ 30 kΩ (R = U / Iu = 1,5 V / 0,05 mA = 30 kΩ).

Verificați instrumentul de măsurare RAP, miliammetrul standard (PAo), rezistența de reglare variabilă Rd și rezistența suplimentară în serie, așa cum se arată în Fig. 110. Verificați dacă există vreo eroare în polaritatea conectării clemelor de instrumente. Motorul rezistorului Rd trebuie așezat în poziția celei mai mari rezistențe (conform schemei - în cea mai joasă) și numai atunci acționând elementul G în lanț - săgețile ambelor dispozitive trebuie să devieze până la un unghi. Acum, reduceți treptat rezistența rezistenței variabile introduse în circuit. În acest caz, săgețile instrumentelor vor fi eliminate din ce în ce mai mult din semnele zero ale scalelor lor. Înlocuirea rezistorului suplimentar Rd cu rezistențe cu valoare mai mică și schimbarea rezistenței rezistenței variabile, realizarea unui circuit cu un astfel de curent încât indicatorul dispozitivului care urmează să fie verificat să fie setat exact pe marcajul final al scalei. Valoarea acestui curent, măsurată pe scara modelului milliametru, va fi parametrul Rn, adică curentul abaterii totale a săgeții unui dispozitiv necunoscut. Adu-ți aminte de sensul său.

Acum măsurați rezistența cadrului. Mai întâi, ca și în măsurarea parametrului Rn, utilizați rezistența variabilă Rd pentru a seta săgeata dispozitivului care urmează să fie verificată la sfârșitul scalei și înregistrați indicarea miliammetrului de referință. După aceea, conectați un rezistor variabil de rezistență 1,5-3 kOhm (în figura 110 este arătat în linii întrerupte și etichetat Rψ) paralel cu dispozitivul testat. Ridicați o astfel de rezistență, astfel încât curentul prin dispozitivul testat PAP să fie redus la jumătate. În acest caz, rezistența totală a circuitului va scădea, iar curentul în el va crește. Resistor Rp a pus în circuit (cu milliametru) curentul inițial și a preluat cu mai multă precizie rezistența rezistorului Rm, realizând instalarea acului microammetrului exact pe marcajul jumătății scalei. Parametrul Ki al microammetrului dvs. va fi egal cu rezistența părții injectate a rezistorului Rm.

Fig. 110. Schema de măsurare a parametrilor Ii și Rn ai dispozitivului indicator

Puteți măsura această rezistență cu un ohmmetru.

Acum, să vorbim despre modul în care un dispozitiv magnetoelectric poate fi adaptat pentru a măsura diferite valori ale curenților, tensiunilor și rezistențelor.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: